1、光 學(xué) 基本概念與練習(xí)一、光的直線傳播一、光的直線傳播1.1.光源：光源：2.2.光的傳播路徑：光的傳播路徑： 3.光速光速:能夠自行發(fā)光的物體。能夠自行發(fā)光的物體。光在均勻物質(zhì)中是沿直線傳播的；光在均勻物質(zhì)中是沿直線傳播的；光在不同物質(zhì)傳播時(shí)，在交界面會(huì)發(fā)生光在不同物質(zhì)傳播時(shí)，在交界面會(huì)發(fā)生反射和折射反射和折射光在真空中傳播速度光在真空中傳播速度c =3x10c =3x108 8m/sm/s其他介質(zhì)中光速小于在真空中的傳播速度其他介質(zhì)中光速小于在真空中的傳播速度4.4.可應(yīng)用解析的現(xiàn)象：可應(yīng)用解析的現(xiàn)象：小孔成像，影子，日月食小孔成像，影子，日月食1.光的反射定律：光的反射定律：入射光線、反

2、射光線分居法線的兩側(cè)；（兩線分居）入射光線、反射光線分居法線的兩側(cè)；（兩線分居）反射角等于入射角；（兩角相等）反射角等于入射角；（兩角相等）（光在反射時(shí)，（光在反射時(shí)，光路是可逆的）光路是可逆的）二、光的反射定律二、光的反射定律入射光線、反射光線、法線在同一平面；（三線共面）入射光線、反射光線、法線在同一平面；（三線共面）鏡面反射鏡面反射: :一束平行光入射到物體的表面一束平行光入射到物體的表面, ,其反射光束其反射光束仍然是平行的仍然是平行的. .這種反射叫鏡面反射這種反射叫鏡面反射. .漫反射漫反射: :平行光入射后平行光入射后, ,經(jīng)反射后不再平行經(jīng)反射后不再平行, ,而是射向而是射向各

3、個(gè)方向各個(gè)方向, ,這種反射叫做漫反射這種反射叫做漫反射. .( (鏡面反射、漫反射都遵守光的鏡面反射、漫反射都遵守光的反射定律反射定律) )3.3.光光 路路 圖圖 的的 作作 法法光的反射作圖方法：1、畫(huà)出法線（虛線）；2、量出入射角大??；3、根據(jù)反射角與入射角相等，作出反射光線（標(biāo)箭頭）。50505050平面鏡成像平面鏡成像原理原理平面鏡成像平面鏡成像特點(diǎn)特點(diǎn)光的反射定律光的反射定律平面鏡平面鏡反射面是反射面是平坦光滑平坦光滑的。的。平面鏡平面鏡成像成像像和物大小相等像和物大小相等平面鏡成虛像平面鏡成虛像像和物到鏡面的距離相像和物到鏡面的距離相等等像和物的連線垂直于鏡面像和物的連線垂直于

4、鏡面三、平面鏡成像三、平面鏡成像作圖方法作圖方法根據(jù)成像原理根據(jù)成像原理應(yīng)用應(yīng)用成像成像改變改變光的傳播方向（如：光的傳播方向（如：潛望鏡）潛望鏡）根據(jù)成像特點(diǎn)根據(jù)成像特點(diǎn)利用平面鏡增加視野利用平面鏡增加視野平面鏡平面鏡成像的光路圖成像的光路圖SS1 1、折射光線、入射光線和法線、折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)在同一平面內(nèi); ;2 2、折射光線和入射光線分居法、折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)線兩側(cè); ;3 3、當(dāng)光從空氣斜射入水或其他透、當(dāng)光從空氣斜射入水或其他透明介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏明介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；折，折射角小于入射角；4 4、入射角減小，折射角

5、減??；入、入射角減小，折射角減??；入射角增大，折射角增大；入射角射角增大，折射角增大；入射角為零時(shí)，折射角為零。為零時(shí)，折射角為零。四四. .光的折射光的折射A從池底從池底A A點(diǎn)的光，從水中斜射入空氣，折射角大于入射角，點(diǎn)的光，從水中斜射入空氣，折射角大于入射角，B B空氣空氣水水眼睛逆著光線看去，好像從眼睛逆著光線看去，好像從B B點(diǎn)射來(lái)。點(diǎn)射來(lái)。B B是是A A的的虛虛像，比像，比A A點(diǎn)點(diǎn)高高。因此池水看起來(lái)變因此池水看起來(lái)變淺淺了。了。從空氣看向水里的物體從空氣看向水里的物體我們從水下看岸上的物體我們從水下看岸上的物體變高變高。海市蜃樓是：海市蜃樓是：由于空氣疏密不均勻使光線發(fā)生折射

6、由于空氣疏密不均勻使光線發(fā)生折射造成的。造成的。 由于空氣疏密發(fā)生變化而折射，逐漸向地面彎曲（如下由于空氣疏密發(fā)生變化而折射，逐漸向地面彎曲（如下圖），進(jìn)入觀察者眼中，于是就看到地平線以外的景物了。圖），進(jìn)入觀察者眼中，于是就看到地平線以外的景物了。海市蜃樓海市蜃樓（一）透鏡的分類：（一）透鏡的分類：五五.凸透鏡成像凸透鏡成像 （二）概念：（二）概念：凸透鏡凸透鏡和和凹透鏡凹透鏡 （三）透鏡對(duì)光線的作用：（三）透鏡對(duì)光線的作用：1、凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用、凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用2、凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用、凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用1、主、主 光光 軸軸-通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫做透鏡的主光軸通過(guò)兩個(gè)球面球

7、心的直線叫做透鏡的主光軸。2、光、光 心心(O)-主光軸上特殊的點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向主光軸上特殊的點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向 不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心。不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心。3、焦、焦 點(diǎn)點(diǎn)( F)-平行于主光軸的光線通過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸平行于主光軸的光線通過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸 上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。4、焦、焦 距距( f )-焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距。焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距。 1、 通過(guò)光心的光線通過(guò)光心的光線傳播方向不改變。傳播方向不改變。2、平行于主光軸的光線平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通經(jīng)凸透鏡折射后通 過(guò)過(guò) 焦點(diǎn)，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)

8、散光線的反向焦點(diǎn)，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線通過(guò)虛焦點(diǎn)。延長(zhǎng)線通過(guò)虛焦點(diǎn)。3、經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線折射后平行于主光軸折射后平行于主光軸射出。射出。對(duì)著凹透鏡異側(cè)虛焦點(diǎn)入射的光線對(duì)著凹透鏡異側(cè)虛焦點(diǎn)入射的光線折射折射后平行于主光軸射出后平行于主光軸射出 。（四）三條特殊光線：（四）三條特殊光線：物距物距（u）像的性質(zhì)像的性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用倒立或倒立或正立正立放大或放大或縮小縮小實(shí)像或?qū)嵪窕蛱撓裉撓裣窬嘞窬啵?v）一束平行光一束平行光實(shí)像點(diǎn)實(shí)像點(diǎn)V=f測(cè)凸透鏡焦測(cè)凸透鏡焦距距u2f倒立倒立縮小縮小實(shí)像實(shí)像fv2f照相機(jī)照相機(jī)u2f倒立倒立等大等大實(shí)像實(shí)像v2ffu2f倒

9、立倒立放大放大實(shí)像實(shí)像v2f投影儀投影儀uf不成像、得到一束平行光不成像、得到一束平行光uf正立正立放大放大虛像虛像放大鏡放大鏡一倍焦距分虛實(shí)；一倍焦距分虛實(shí)；二倍焦距分大小。二倍焦距分大小。物近像遠(yuǎn)像變大；物近像遠(yuǎn)像變大；倒實(shí)正虛不會(huì)差倒實(shí)正虛不會(huì)差 。 1、我們看到的物體是通過(guò)晶狀體所成的倒、我們看到的物體是通過(guò)晶狀體所成的倒立、縮小的實(shí)像。立、縮小的實(shí)像。 2、角膜和晶狀體相當(dāng)于凸透鏡、視網(wǎng)膜相、角膜和晶狀體相當(dāng)于凸透鏡、視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。當(dāng)于光屏。 3 3、人眼是通過(guò)改變晶狀體的形狀來(lái)改、人眼是通過(guò)改變晶狀體的形狀來(lái)改變凸透鏡（晶狀體）的焦距，從而既能看到遠(yuǎn)變凸透鏡（晶狀體）的焦距，從

10、而既能看到遠(yuǎn)處的物體，也能看到近處的物體。處的物體，也能看到近處的物體。六六. .神奇的眼睛神奇的眼睛近視眼近視眼遠(yuǎn)視眼遠(yuǎn)視眼成因：晶狀體成因：晶狀體太厚太厚（太凸，（太凸，f太?。酃饽芰μ珡?qiáng)，太?。?，折光能力太強(qiáng)，遠(yuǎn)物成像在視網(wǎng)膜遠(yuǎn)物成像在視網(wǎng)膜前前?；蛘呤茄矍蛱L(zhǎng)?；蛘呤茄矍蛱L(zhǎng)成因：晶狀體成因：晶狀體太薄太薄(太扁平，太扁平，f太大太大)，折光能力太弱，折光能力太弱，近物的像成在視網(wǎng)膜的近物的像成在視網(wǎng)膜的后面后面?；蛘呤茄矍蛱??；蛘呤茄矍蛱碳m正：糾正：七七.通過(guò)透鏡看世界通過(guò)透鏡看世界 伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡： 物鏡物鏡-凸透鏡凸透鏡（焦距（焦距大大）目鏡）目鏡-凹透鏡凹透鏡

11、( (焦距焦距小小) ) 主要是觀察地面遠(yuǎn)處的物體主要是觀察地面遠(yuǎn)處的物體 開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡: :物鏡物鏡-凸透鏡凸透鏡( (焦距焦距大大) ) 目鏡目鏡-凸透鏡凸透鏡( (焦距焦距小小) ) 適合天體測(cè)量適合天體測(cè)量 伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡和和開(kāi)普勒望遠(yuǎn)開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡是利用光的鏡是利用光的折射折射來(lái)來(lái)觀察物體的觀察物體的 反射式望遠(yuǎn)鏡反射式望遠(yuǎn)鏡: :利用光利用光反射原理反射原理來(lái)觀察物體來(lái)觀察物體物鏡物鏡-凹面鏡凹面鏡 目鏡目鏡-凸透鏡凸透鏡F F1 1.F1F1.物鏡物鏡目鏡目鏡f2f2望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡= =照相機(jī)照相機(jī)+ +放大鏡放大鏡F1F1F2F2O1O22f1物鏡目鏡顯微鏡=投影儀+放大鏡光的色散光的顏色光的顏色物體的顏色物體的顏色色散色散：太陽(yáng)光可以分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光。三基色光三基色光：紅、綠、藍(lán)光的混合：光的混合：透明物體的顏色透明物體的顏色：與物體透過(guò)的光的顏色相同。不透明物體的顏色不透明物體的顏色：與物體反射的光的顏色相同。顏料的三原色顏料的三原色：紅、黃、藍(lán)